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土工膜施工设计方面要考虑的问题

浏览次数:信息来源:泰安佳路通工程材料有限公司发布时间:2017/5/29

    土工膜施工设计方面要考虑的问题
  1土工膜厚度
  强调土工膜要有一定厚度是基于下列考虑:(1)保证其有足够不透水、不透气性;(2)有抵抗破坏的能力,例如对HDPE膜,擦痕深至全厚的25%,屈服强度可能降低25%,破坏应变甚至减小7%至14%;(3)便于焊接,土工膜要求厚度应根据沉降等原因引起的变形量来计算,但还要考虑施工条件及偶然荷载等因素,通常厚度应不小于0.5mm,而且厚度的不均匀不宜超过±10%。
  2接缝强度
  一般说来,接缝强度总较土工膜本身的强度为低,尤其是在现场焊接,焊缝质量更难保证,故在焊接后应切样检测,检测方法有二种,即剪切试验与剥离试验,一般要求剪切强度应不低于原材料的80%。
  3沟锚深度要求
  用土工膜作边坡衬砌,当其向上延伸到坡顶时,通常的作法是在离坡边一定距离L处挖浅沟(深dj),将膜埋入,并以原地土回填夯实,目的是防止土工膜下图1锚沟深度计算,坡顶土工膜上有时有覆盖土,有时不铺土Z这里要探讨的问题是针对具体条件,确定沟埋深度dr,长度L一般可不大于1m(无覆盖土时可以更短),可以用简化的极限平衡法大致估算。
  (1)式中的T=σyt,其中Ry为土工膜屈服强度,t为其厚度;PA、PP分别为沟内作用于膜的主动、被动土压力;Fu、Fi分别为膜上与膜下的摩擦力;其它符号意义示于图1中,通过验算,一般取dr=1m已相当保守。
  4覆盖土层稳定性
  土工膜上有覆盖土层时,土体由于重力易于下滑,覆盖土有等厚度与变厚度之分,其稳定性核算易于按极限平衡条件求解。
  4.1等厚度覆盖土层
  等厚度覆盖土层稳定**系数Fs按定义为
  (2)式中的δ为填土与土工膜的摩擦角。
  图2(b)为作用于土层的力系,在分析稳定性时可将整个土层分为主动楔和抗力楔,然后按楔体平衡原理核算其**系数F,具体方法为:(1)由已知土料的内摩擦角φ和δ求取不同**系数Fs时的相应值φ/Fs和δ/Fs;(2)对主动楔,以土楔重WA、膜面反力FA(与坡面法线呈δ/Fs角)绘制力平衡多边形(令作用于垂直面mn上的反力EA平行于坡面),可以得到两楔界面上的反力EA;(3)对抗力楔,以其重量WNB来自主
  动楔的EA和楔底反力FNB(作用方向与楔底法线呈φ/Fs角),同样绘平衡力三角形,但发现,为使该三角形封闭,界面反力尚缺△E(△E=ENB-EA);(4)针对每一假定的Fs,可按上述步骤求得相应的△E;(5)绘制Fs~△E曲线,则相应于△E=0的Fs即为覆盖土层的抗滑**系数。
  5边坡的整体稳定性
  以土工膜作衬砌的边坡也需要校核其整体稳定性。假设滑坡沿圆弧,则可能的滑弧位置如图3中的(Ⅰ)至(Ⅳ)。显然图3中的(Ⅰ)、(Ⅱ)两种情况与土工膜无关,可以直接采用人们熟知的条分法或稳定数法验算;对于(Ⅲ)与(Ⅳ),如果膜上有覆盖土,膜中会存在拉力,而滑弧如要切断土工膜,将受到拉力抵抗,故在稳定验算中,拉力T将参加到抗滑力矩中,有助于**稳定性,写成计算式则为
  (3)式中的T为土工膜中拉力,T=σYt,其中σY为土工膜的屈服强度,t为土工膜厚度;X为拉力T对滑动圆心的力臂,其**大值等于滑动圆弧半径R。
  可见这里滑弧上部土工膜为土坡稳定提供了一个抗滑力矩增量TX,而滑弧底部土工膜的拉力则对抗滑无明显作用Z如果采用的是土工膜与土工织物组合材料,则土工织物中的拉力当然也应包括在T值之中。

 

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